
嫦娥的驚嘆(二)
親愛的朋友,現在讓我們用勾股定理來證明時間的延緩:

如您所知,勾股定理講的是
「斜邊長c的平方=2個直角邊a、b的平方之和」,
就是說,在上面那個直角三角形ABC中,c2=a2+b2 成立。
把c2=a2+b2定理,用在光時鐘的觀測上光斜著運動的距離『弦長c』,
比光時鐘的 『股高b 』要長.。倘若我們同時發射光束,
地上的『光時鐘』在經過了1納秒時,飛船上的『光時鐘』的光,
還沒有運動到頂端(以地面觀測),

三角形的斜線c(帶有淡黃色箭頭的線)是在1納秒之後,
地面人所看到的飛船上光所經過的距離。參看下圖:



宇航員觀測自己的『光時鐘』時間,『光時鐘』與自己『綁』在一起,
同時向前運動,所以只會觀測到光上下反覆運動。
光速是c,光每走1個光時鐘的長度(30厘米),光就走了ct』距離。
與此同時,讓地面的觀測者 也觀測『飛船上光時鐘』里光的運動情況,
這時那2個小胖孩會看到光是隨著飛船的運動,朝斜上方並仍以光速c進行。
這條斜線會向著飛船上的光時鐘上端射去。
這段距離用地上觀測者的時間t來測量,
可以用ct來表示。由地面觀測者來觀測,飛船上光時鐘的下端,
以飛船的速度v,橫向運動,所以光到達頂端的時間t內,
移動了vt的距離。這樣就定出了三角形的各邊長。

【提示】不喜歡數學的朋友可以跳過去徑直看結論,根據勾股定理,下式成立:

把帶ν的平方項移到等式的左邊,得出:
再左右替換,得出:
然後,等式兩邊除以c的平方,
等式兩邊開平方,取正值,則變為下面的式子: 
以上就是飛船觀測者的時間t』,和地面上觀測者的時間t的關係。由於

所以 
由此得知,飛船觀測者的時間t』,
要比地面上觀測者的時間t,變化慢,即時間進展緩慢。

(以上內容參見《歐姆社·漫畫相對論
》PDF
66-72/81-83)
謝謝。